[发明专利]一种深冷处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及低温技术领域，尤其是涉及一种深冷处理装置。

背景技术

深冷处理是将工件置于特定可控的低温环境下(-100℃以下)，使材料的微观组织发生转变，实现材料性能提升的一种技术。深冷处理对于部分材料的耐磨性、韧性、硬度、尺寸稳定性、耐腐蚀性和使用寿命都有不同程度的改善效果。同时，深冷处理可对复杂形状工件进行处理，工件表面造成损伤，环保无污染。深冷处理工艺是国外热处理后续处理的普遍方法，在我国正在逐步推广。

深冷处理装置能够按照预设工艺对材料进行升降温和保温的设备。液氮由于沸点低(-196℃)、成本低、无污染的优点，是目前最常用的深冷处理工质。深冷设备的工作原理是：通过与工件间的对流导热换热，液氮相变和冷氮气升温，工件温度降低，实现对工件的冷却。

目前，深冷处理装置中普遍采用风扇或者风机将液氮吹入设备中，实现对工件的冷却。存在的问题是：(1)风扇或风机在低温恶劣工况下存在故障率高和寿命短的问题；(2)风扇或风机需要额外的电能输入，同时根据能量关系，需要液氮冷量来弥合这部分电能，增大了液氮消耗量，(3)采用风机的深冷处理装置中，由于新风难以与液氮掺混均匀，会导致控温精度变差。

发明内容

有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种可降低深冷处理装置的能耗、提高控温精度和增强设备可靠性的深冷处理装置。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种深冷处理装置，包括存储有高压液氮的液氮罐、低温输液管、低温调节阀、液-气引射器、深冷箱体、排出气回流管路、温度传感器和控制器，其中：

所述液氮罐的罐口连接于所述低温输液管的一端，所述低温输液管的管路上安装有所述低温调节阀，所述低温调节阀电性连接于所述控制器，所述低温输液管的另一端连接于所述液-气引射器，且所述液-气引射器设置于所述深冷箱体内，所述深冷箱体相对于所述低温输液管的一侧连接有所述排出气回流管路，所述温度传感器设置于所述深冷箱体内且电性连接于所述控制器。

在一些较佳的实施例中，所述液-气引射器包括喷嘴、吸入室、引射口、混合管、扩压管和混合流体出口，其中：

所述喷嘴的一端连接于所述低温输液管，另一端收容于所述吸入室内，所述引射口安装于所述吸入室的相对两侧，所述混合管的两端分别连接于所述吸入室和所述扩压管，所述混合流体出口开设于所述扩压管上；

高压液氮经所述喷嘴后进入所述吸入室形成局部真空，并将引射流体从所述引射口吸入，所述高压液氮及所述引射流体混合后经所述混合管和所述扩压管排出，进入所述深冷箱体。

在一些较佳的实施例中，所述深冷箱体为不锈钢材质，且所述深冷箱体的内外夹层之间填充有硬质聚氨酯泡沫。

在一些较佳的实施例中，所述排出气回流管路包括不锈钢材质的内芯及包裹所述内芯的保温棉绝缘层。

在一些较佳的实施例中，所述温度传感器用于获取所述深冷箱体内部的温度，并将温度回传至所述控制器，所述控制器通过反馈调节所述低温调节阀控制所述高压液氮的供应量。

在一些较佳的实施例中，所述温度传感器为铂电阻温度传感器。

在一些较佳的实施例中，所述铂电阻温度传感器可采集-200～200℃的温度。

在一些较佳的实施例中，所述高压液氮的压强为0.6MPa～1.6MPa。

本发明采用上述技术方案的优点是：

一方面，本发明提供的深冷处理装置，采用液-气引射器代替原有的风扇设计，冷却工质液氮的压力降低，速度升高，液-气引射器中形成的局部真空，引入新风与液氮掺混均匀，实现液氮的部分气化，增大风量后对工件进行良好冷却；引射器的引射流体来自深冷设备箱体内部的低温氮气，对其中的冷量进行回收，可以进一步提高冷量利用率，避免结霜和阻塞问题。

另一方面，本发明提供的深冷处理装置将原有的截止阀改为低温调节阀，可平滑调节液氮流量，从而控制输入冷量，实现对冷却效果的控制。

本发明提供的深冷处理装置，在保障深冷处理设备性能前提下，可以简化深冷处理设备系统的构成，降低了能耗，降低了故障发生率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的深冷处理装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的液-气引射器的结构示意图。

具体实施方式